新发现
太阳系外行星大气中首次发现二氧化硅
为理解系外行星云层形成演化提供新思路
2023-10-20 00:00来源:厦门日报

  韦布空间望远镜拍摄的宇宙图像。 新华社发

  据新华社电 美国航天局近日发表公报称,科研人员通过分析詹姆斯·韦布空间望远镜的观测结果发现,有证据显示一颗太阳系外行星的大气中存在主要成分是二氧化硅、极微小的石英晶体。这是首次在系外行星大气中发现二氧化硅“踪影”,有助于了解系外行星周遭的云如何形成和演化。

  据美国航天局介绍,这颗代号为WASP-17 b的气态巨型太阳系外行星距离地球约1300光年,环绕恒星WASP-17运行。WASP-17 b的体积为木星的7倍多,质量不到木星的一半,是目前已知最大的系外行星之一。

  石英是地球表面分布最广的矿物之一,由二氧化硅组成。英国布里斯托尔大学研究人员戴维·格兰特表示,此前从哈勃望远镜的观测中已知系外行星WASP-17 b的大气中存在气溶胶,即构成云或雾的微小颗粒,但没想到发现该气溶胶由石英晶体构成的证据。这个新发现令人振奋。

  研究人员从韦布空间望远镜的中红外仪器数据中得知WASP-17b上有二氧化硅,利用哈勃望远镜的可见光和近红外观测弄清楚晶体有多大。美国航天局表示,每个晶体只有大约10纳米。但与地球的云中发现的矿物颗粒不同,在WASP-17b的云中发现的石英晶体不是从岩石表面刮来的,相反,它们起源于大气本身。

  美国航天局表示,地球、月球和太阳系中其他岩石天体大部分由富含硅和氧的硅酸盐构成,这种现象在银河系中也极为普遍。此前在系外行星和褐矮星大气中观测到的硅酸盐成分可能由富含镁的硅酸盐构成,比如橄榄石和辉石等。此次是首次在系外行星大气中发现存在二氧化硅的证据,为人类理解系外行星云层如何形成和演化提供了新思路。

  了解云层的构成对于了解整个星球至关重要。这些二氧化硅晶体可以告诉人类这颗星球上不同材料的“库存”,以及它们如何聚集在一起塑造了这个星球的环境。

  韦布空间望远镜模拟图

  【相关】

  韦布空间望远镜:

  运行于

  零下220℃

  镜片表面涂黄金

  詹姆斯·韦布空间望远镜于2021年12月25日发射升空,被认为是哈勃空间望远镜的“继任者”。其任务目标主要有四方面:寻找135亿多年前的宇宙中诞生的第一批星系;研究星系演化的各阶段;观察恒星及行星系统的形成;测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质,并研究其他行星系统存在生命的可能性。

  为使敏感的红外信号免受太空辐射干扰,韦布空间望远镜需在约零下220℃的低温环境中工作。它的主镜、次镜和三级镜镜片的制造材料均选用金属铍。这种金属密度低,硬度相对较高,低温下不易收缩变形。镜片表面喷涂了一层厚度仅100纳米的黄金,其目的是优化镜面反射红外线性能。

  据新华社电

展开阅读全文